中2理科「回路と電流・電圧・抵抗」直列回路と並列回路の計算

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電流・電圧・抵抗の計算問題の最終段階です。今日の内容までマスターできれば、回路の計算がしっかり解けるようになります。直列回路と並列回路の計算方法を練習しましょう。

直列回路の計算

抵抗の大きさが40ΩのR1と、抵抗の大きさがわからないR2が直列に接続されており、電源の電圧が30Vで、R2に10Vの電圧が加わっている場合。

直列回路

回路図にわかる数字をどんどん書き入れていきます。

直列回路

  1. 直列回路の場合、電源の電圧が各抵抗に振り分けられます。電源の電圧が30Vで、R2の電圧が10Vなので、
    30V-10V=20V
  2. R1の抵抗が40Ω、R1にかかる電圧が20Vとわかったので、
    20V÷40Ω=0.5A
  3. 直列回路の電流はどこでも同じなので、
    R2も電源も0.5A
  4. R2にかかっている電圧が10V、電流の大きさが0.5Aとわかったので、
    10V÷0.5A=20Ω
  5. 直列回路の全体の抵抗の大きさは、各抵抗の大きさの和になります。R1が40Ω、R2の抵抗が20Ωなので、
    40Ω+20Ω=60Ω
    電源の電圧が30V、電流が0.5Aなので、
    30V÷0.5A=60Ω
    と検算までできれば確実に正解できます。
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直列回路の練習問題

類題に挑戦しましょう。抵抗の大きさが2ΩのR1と3ΩのR2が直列に接続され、電源の電圧が6Vの場合。

直列回路

回路に流れる電流の大きさや、各抵抗にかかる電圧、全体の抵抗を求めてみよう。

直列回路

  1. 全体の抵抗
    2Ω+3Ω=5Ω
  2. 電流の大きさ
    6V÷5Ω=1.2A
  3. 直列回路なので
    全て1.2A
  4. R1の電圧
    2Ω×1.2A=2.4V
  5. R2の電圧
    3Ω×1.2A=3.6V

並列回路の計算

抵抗の大きさがわからないR1と、抵抗の大きさが10ΩのR2が並列に接続された回路がある。電源の電流が0.8A、R1に流れる電流が0.5Aの場合。

並列回路

回路図にわかる数字をどんどん書き入れていきます。

並列回路

  1. 電源を流れる電流が枝分かれして流れるので、
    0.8A-0.5A=0.3A
  2. R2の抵抗が10Ω、流れる電流が0.3Aなので、
    10Ω×0.3A=3V
  3. 並列回路の電圧はすべて等しいので、
    全て3V
  4. R1にかかる電圧が3V、電流が0.5Aなので、
    3V÷0.5A=6Ω
  5. 電源の電圧が3V、電源を流れる電流が0.8Aなので、
    3V÷0.8A=3.75Ω

並列回路の全体の抵抗は、各抵抗の和で求めることはできないので注意が必要です。電源の電圧と、電源を流れる電流から計算することになります。また、各抵抗の逆数の和が、全体の抵抗の逆数になることを利用して計算することもできます。

並列回路の練習問題

類題に挑戦しましょう。抵抗の大きさが2ΩのR1と、3ΩのR2が並列に接続されている。電源の電圧が6Vの場合。

並列回路

各抵抗にかかる電圧や、流れる電流、全体の抵抗まで求めてみよう。

並列回路

  1. 並列回路の電圧はどこでも同じなので、
    全て6V
  2. R1の抵抗は、
    6V÷2Ω=3A
  3. R2の抵抗は、
    6V÷3Ω=2A
  4. 電源(全体)の電流
    3A+2A=5A
  5. 全体の抵抗
    6V÷5A=1.2Ω

回路に関する基本事項の復習

まだまだ計算ができなかった方は、以下の内容をまずはしっかりと復習してください。

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